基于区块链技术的物联网安全探析

【摘要】物联网是继互联网之后，为人类社会的生产与生活带来的又一次天翻地覆的惊人变革。物联网技术是以互联网为基础，进行扩展与延伸的新型网络技术，将各种信息传感设备和互联网结合而成的一个巨型网络，冲破时间地点的限制与束缚，实现人、机、物的相互连通，也称“泛互联”，此技术的发展及应用于近年间所获成果不俗。然而物联网暴露的安全问题也日益增多，本文基于区块链技术的物联网安全进行简要探析。

【关键词】区块链;物联网;安全

1. 关于区块链与物联网安全的概述

1.1 区块链

区块链其本质是一种去中心化的数据库，是比特币的基础技术，其主要是实现数据的分布存储，每个设备都是一个节点同时实现点对点传输，并通过共识机制形成整个区块链。其中每个节点都实现了单独维护并呈现持续增长的态势且都能获取到完整的数据副本，也实现了对数据的加密处理并有效的提升了数据的安全性，如一个设备故障则不会造成数据的丢失与暂停服务

1.2 物联网安全

物联网通过各类信息采集设备（如摄像头、音频采集器、传感器等）获取信息，信息的传输则通过有线与无线网络经过各类设备实现传输。因无线网络的开放性，其数据的传输中极易受到干扰与截获，另外因物联网设备都存在于网络上且公开，经常受到各种类型的网络信息数据冲击，其设备缺乏身份保护与相应屏障，进而信息极易丢失与外泄，同时会经常遭受到各类恶意入侵与网络攻击，为此应加强对各节点的保护以提升物联网的整体安全性。

当前，物联网所采用的安全方式多为中心过滤的方法，其数据经由平台中心后会接受真实性与安全性的辨别，经确认后再将信息转发到指定地址中，这就造成了信息传输中的部分丢失。伴随信息流的大规模冲击，设备经常会高负荷运行进而造成稳定性的降低并影响传输地址的准确性，使工作效率受到直接影响。（如图1和图2所示）

2.关于区块链技术应用于物联网的特点简析

2.1 去中心化

在建设物联网时使用区块链技术可以有效的规避中心化节点，大大提高了数据的传输速率与响应速度;无中心管制的物联网，其各节点虽然肩负着各自的职责，但在整体中都具有着重要地位，同时各节点都具有各自的身份，信息的传输仍然需要验证身份;区块链连接方式摆脱了中心化结构的数据存储方式，使得数据具有多重安全性与稳定性不再依赖一处节点，其信息的传输也实现了多点同传的高效模式。

2.2 去信任化

区块链的一个特点便是去中心化，其网络中各节点因中心结构的去除，彼此间形成了各自的特征因此更加具备开放性与信任性;数据在区块链的各区块间传输，用户可实时实现数据的获取无需再经过中心结构的处理，使得各节点间达成信任关系，其数据的传输不会丢失且更加高效，彼此的私有数据得到加密，交易外其他数据的传输则向所有人开放，因此整个区块链更加透明与公开，安全性也得到了本质的保障。

2.3 时序数据

物联网中的区块链数据信息因记账节点的先后顺序而构建出一种共识机制，其实质便是运用时间戳来作为数据的唯一性标识进而实现数据的交易与溯源。初始区块创建后，新的数据交易信息将被存储在当前区块中并与其他所有交易信息共生为默克尔树。其默克尔树整体都存在于区块中，并通过算法得到哈希值进而组成区块链，在此种模式下不但降低了对数据追溯的成本也极大的提升了数据的安全性。

2.4 数据加密

物联网中的区块链技术其加密采用非对称的方式实现数据的加密处理，可分成数据加密与数字签名两种;数据加密则是为了杜绝数据在传输过程中出现的信息丢失，为了杜绝这一现象区块链技术采用时间戳的方式为用户每一笔交易提供唯一的ID标识，只有拥有这个ID才可以查看到交易数据;数字签名则是为用户提供身份确认的，通常签名人只有对交易数据认可确认的情况下才会给予签名。

3. 基于区块链技术下的物联网安全分析

3.1 物联网经济的安全保障

区块链技术在金融领域的应用发挥出了巨大的价值，摆脱了第三方的介入实现了点对点的直接沟通，进而实现了金融领域的快速且自由交易的高效性。在这种高效的交易模式影响下许多跨国银行间组成了区块链联盟，并大力开展、研发金融领域区块链技术。当前在物流领域的应用极为盛行，区块链实现了物流成本的降低与溯源作用，提升了对散布式的供应链的高效管理作用，如对货物发送时便以实现对其去向的合理整合，并为用户提供可以实施跟踪反馈信息，大大提升了物流运输环节的时间成本控制。

3.2 物联网环境的弱中介化

伴隨5G网络的不断普及，物联网传输速率将更加高效，届时数据的存储便不再依赖于特定的存储介质，许多物联网应用将能得以实现，如：无人驾驶汽车、远程遥控物流配送等。当前物联网环境中第三方控制早已根深蒂固，如何将其驱逐是发展中要解决的主要问题，如许多平台通过虚假信息骗取用户资信息等，又如斯诺登揭露的美国“棱镜”计划，其核心便是物联网中心化结构的作怪，使得信息的传输需经过中心过滤，这就使别有用心者能够借机掌握信息并加以控制。

3.3 保证数据存储的隐私安全

目前信息能够通过NFC、电子标签、二维码技术实现对包含信息的解读，还可通过智能标签实现实时交易。区块链的特点是实现隐私数据的存储与处理的关键，其每个节点都存有加密数据，确保了安全性与稳定性，不再会因为中心设备遭受攻击而使得数据永久丢失的可能。比如，国家机构、大型网络数据集团等，充分运用区块链技术的加密特点对国家机密信息、医疗数据、指纹信息、人脸信息、土地房屋产权、个人信用、金融信息等进行加密保护。另外这些数据存储在区块链中，即实现了数据的分散共享，又通过区块链的数据加密与智能合约技术实现对相关数据信息的监管，无需担心别人能够在云服务器上获取。用户还可对自身资源进行唯一标识准入，确保所有权的唯一性。

3.4 公共服务安全保障

3.4.1 区块链+智能医疗

智能设备不断得到普及，如智能手环可以实现对人的心率、血压、压力、饮水、体重、运动消耗、运动饮食、运动时间、睡眠质量等的监控，并可以通过智能合同将信息发送到指定设备中，使家人能够第一时间掌握到身体信息。智能设备还可将这些信息无差别的投送到相关物联网地址中由专业医师进行身体状况的评估与指导;通过区块链的加密处理客户无需担心信息被篡改或盗用。另外最大的功能便是通过高速物联网能够实现实时的监控与汇报，当用户身体出现紧急状况时能够及时将信息发送到接受者手里并处于报警状态，使本就争分夺秒的事件得到快速处理，进而挽救生命，为人类的健康做出了重大贡献。

3.4.2 区块链+物联网交通

物联网虽然对交通运输有所助益，但仍有许多问题有待共同解决;比如当前已经实现了道路信息的实时播报，只要用户车辆开启道路实时播报功能或手机开启，便能够当车辆行进到指定道路前便获知此处道路的通行状态，或提前规划行车路线并做到实时处理与提醒，这都是需要依赖区块链的高效性，因汽车行进过程中时刻处于高速运动状态，对此导航播报的不及时极易造成用户车辆行驶的错误。又如，智能交通信号灯受交通指挥中心的控制，若指挥中心被攻击造成瘫痪，那么智能信号灯便会停止运作，进而造成交通系统的瘫痪，而运用区块链，其中心化得以去除、用户信息得以加密等，使指挥中心极难被黑客找到物联网地址进行攻击，同时区块链的点对点传输也是其他人无法对交通信号灯进行控制。

4.结语

综上，伴随物联网的普及、进步及发展，物联网与各行各业间的联系也日益密切起来，在此过程中，物联网的安全问题也日益增多，将区块链技术应用于物联网安全上，有效的降低成本以及确保信息安全，安全系数获得了巨大的提高。

参考文献：

[1]趙阔，邢永恒.区块链技术驱动下的物联网安全研究综述[J].信息网络安全，2017（5）：1-6.

[2]冯泽冰，方琳.区块链技术增强物联网安全应用前景分析[J].电信网技术，2018（2）：1-5.

[3]林小驰，胡叶倩雯.关于区块链技术的研究综述[J].金融市场研究2016 （2）： 97-109.

作者简介：花丽 江苏省兴化人，硕士，泰州学院副教授，研究方向：物联网安全。